(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被冷却流体が流れる被冷却流体通路と前記被冷却流体を冷却する冷媒が流れる冷媒通路とを区画する隔壁と、前記被冷却流体通路内に配設され前記隔壁に対して熱的に連結するフィンと、を備える沸騰冷却式熱交換器であって、
前記フィンは、第１のフィンと、当該第１のフィンの厚さよりも厚く形成されることで前記隔壁の局所熱流束を前記第１のフィンよりも小さくする第２のフィンとからなり、
前記被冷却流体の流通方向及び前記冷媒の流通方向が互いに並行しており、
前記冷媒通路における前記冷媒の流通方向の下流部に対応する前記被冷却流体通路内には、前記第１及び第２のフィンのうち第２のフィンのみが配設されていることを特徴とする沸騰冷却式熱交換器。
【請求項２】
被冷却流体が流れる被冷却流体通路と前記被冷却流体を冷却する冷媒が流れる冷媒通路とを区画する隔壁と、前記被冷却流体通路内に配設され前記隔壁に対して熱的に連結するフィンと、を備える沸騰冷却式熱交換器であって、
前記フィンは、第１のフィンと、前記隔壁の局所熱流束を前記第１のフィンよりも小さくする第２のフィンとからなり、
前記被冷却流体の流通方向と前記冷媒の流通方向とが交差するように、前記被冷却流体通路と前記冷媒通路とが並設されるとともに、
前記第２のフィンは、前記被冷却流体通路における前記被冷却流体の流通方向の上流部であり、且つ前記冷媒通路における前記冷媒の流通方向の下流部に対応する前記被冷却流体通路内に配設されていることを特徴とする沸騰冷却式熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、沸騰冷却式熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、沸騰冷却装置の熱交換器は、被冷却流体が流れる被冷却流体通路と、被冷却流体を冷却する液冷媒が流れる冷媒通路とを有するとともに、被冷却流体通路と冷媒通路とは隔壁を介して熱交換可能になっている。そして、熱交換器では、冷媒通路を流れる液冷媒が被冷却流体によって加熱された隔壁を除熱して加熱され、隔壁における伝熱面の温度が液冷媒の飽和温度を越えると、隔壁の壁面において気泡の発生及び離脱が繰り返される核沸騰が始まる。この核沸騰による沸騰気化潜熱を利用して、被冷却流体通路を流れる被冷却流体が冷却される。このような沸騰冷却装置の熱交換器が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１の排ガス用熱交換器は、プレートフィン型の排ガス用熱交換器である。この排ガス用熱交換器は、両側を一対のスペーサーバーで閉塞した二枚のチューブプレート（隔壁）の間に、伝熱面積を増やすために波形フィンを挟み込んで形成した流体通路を必要段数積層してなる。そして、排ガス用熱交換器では、高温流体（被冷却流体）と低温流体（液冷媒）とが隣接する側面から別々の流体通路に流入し、高温流体と低温流体とがチューブプレート及び波形フィンを介して熱交換されるとともに、沸騰冷却が行われるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平３−７９０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の排ガス用熱交換器では、高温流体が流れる流体通路内において、チューブプレートにおける波形フィンとの接触部の熱流束が局所的に上昇する。すると、低温流体が流れる流体通路内において、局所的に熱流束が上昇した上記接触部と対応する位置では、低温流体の沸騰が激しくなり、チューブプレートが気泡膜で覆われる膜沸騰へと移行してバーンアウトが発生しやすくなる。そして、バーンアウトが発生すると、低温流体が流れる流体通路内において、上記接触部と対応する位置で乾きが生じるとともに、熱交換器における冷却性能が低下してしまう。
【０００６】
本発明の目的は、被冷却流体通路内にフィンを配設した沸騰冷却式熱交換器において、局所的なバーンアウトの発生を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被冷却流体が流れる被冷却流体通路と前記被冷却流体を冷却する冷媒が流れる冷媒通路とを区画する隔壁と、前記被冷却流体通路内に配設され前記隔壁に対して熱的に連結するフィンと、を備える沸騰冷却式熱交換器であって、前記フィンは、第１のフィンと、当該第１のフィンの厚さよりも厚く形成されることで前記隔壁の局所熱流束を前記第１のフィンよりも小さくする第２のフィンとからなる。
【０００９】
この発明によれば、第２のフィンの熱通過面積が第１のフィンの熱通過面積よりも大きくなり、隔壁の局所熱流束を第１のフィンよりも小さくすることができる。
【００１１】
被冷却流体通路の上流部では、被冷却流体が被冷却流体通路内に流入して間もないことから被冷却流体が高温である。このため、隔壁におけるフィンと熱的に連結された部位では、被冷却流体通路の上流部が下流部に比べて熱流束が上昇しやすい。この発明によれば、第２のフィンが被冷却流体通路の上流部に配設されていることで、熱流束が上昇しやすい被冷却流体通路の上流部において、隔壁における第２のフィンと熱的に連結された部位の局所熱流束が、冷媒の限界熱流束以上になることを抑制することができる。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明は、前記被冷却流体の流通方向及び前記冷媒の流通方向が互いに並行しており、前記冷媒通路における前記冷媒の流通方向の下流部に対応する前記被冷却流体通路内には、前記第１及び第２のフィンのうち第２のフィンのみが配設されていることを要旨とする。
【００１３】
冷媒通路内を流れる冷媒は、冷媒通路の上流部から下流部に向かって流れる間に被冷却流体との熱交換により加熱されて沸騰し、冷媒内には気泡が混合した状態となる。そして、気泡は、冷媒通路の下流部に行くにしたがって大きくなったり、数が増えたりする。その結果、冷媒の限界熱流束は、冷媒通路の上流部に比べて下流部のほうが小さくなりやすい。この発明によれば、第２のフィンが、限界熱流束が小さくなりやすい冷媒通路の下流部に対応する被冷却流体通路内に配設されているため、限界熱流束が小さくなったとしても、隔壁における第２のフィンと熱的に連結された部位の局所熱流束が、冷媒の限界熱流束以上となることを抑制することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、被冷却流体が流れる被冷却流体通路と前記被冷却流体を冷却する冷媒が流れる冷媒通路とを区画する隔壁と、前記被冷却流体通路内に配設され前記隔壁に対して熱的に連結するフィンと、を備える沸騰冷却式熱交換器であって、前記フィンは、第１のフィンと、前記隔壁の局所熱流束を前記第１のフィンよりも小さくする第２のフィンとからなり、前記被冷却流体の流通方向と前記冷媒の流通方向とが交差するように、前記被冷却流体通路と前記冷媒通路とが並設されるとともに、前記第２のフィンは、前記被冷却流体通路における前記被冷却流体の流通方向の上流部であり、且つ前記冷媒通路における前記冷媒の流通方向の下流部に対応する前記被冷却流体通路内に配設されていることを要旨とする。
【００１５】
被冷却流体通路の上流部では被冷却流体は高温であるため、隔壁におけるフィンと熱的に連結された部位の熱流束が局所的に上昇しやすく、且つ冷媒通路の下流部では冷媒内で気泡が多くなり、冷媒の限界熱流束は小さくなりやすい。この発明によれば、第２のフィンが被冷却流体通路の上流部であり、且つ前記冷媒通路の下流部に対応する被冷却流体通路内に配設されている。よって、隔壁において、被冷却流体通路の上流部であり、且つ冷媒通路の下流部に対応する被冷却流体通路内に配設された第２のフィンと熱的に連結された部位の局所熱流束が、冷媒の限界熱流束以上になることを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、被冷却流体通路内にフィンを配設した沸騰冷却式熱交換器において、局所的なバーンアウトの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態における沸騰冷却式熱交換器の概略斜視図。
【図２】熱交換器における熱交換部の分解斜視図。
【図３】（ａ）は第２のフィンを示す縦断面図、（ｂ）は第１のフィンを示す縦断面図。
【図４】被冷却流体通路の流通方向及び冷媒通路の流通方向における位置と熱流束との関係を示すグラフ。
【図５】第２の実施形態における熱交換部の一部を示す分解斜視図。
【図６】被冷却流体通路の流通方向及び冷媒通路の流通方向における位置と熱流束との関係を示すグラフ。
【図７】第３の実施形態における熱交換部の一部を示す分解斜視図。
【図８】被冷却流体通路の流通方向における位置と熱流束との関係を示すグラフ。
【図９】別の実施形態における熱交換部の一部を示す分解斜視図。
【図１０】被冷却流体通路の流通方向及び冷媒通路の流通方向における位置と熱流束との関係を示すグラフ。
【図１１】別の実施形態における熱交換部の一部を示す分解斜視図。
【図１２】被冷却流体通路の流通方向及び冷媒通路の流通方向における位置と熱流束との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１の実施形態）
以下、本発明を車両の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）におけるＥＧＲガスの沸騰冷却装置（ＥＧＲクーラ）の沸騰冷却式熱交換器（以下、単に「熱交換器」と記載する）に具体化した第１の実施形態を図１〜図４にしたがって説明する。この排気ガス再循環装置の熱交換器１１は、被冷却流体としてのＥＧＲガスと冷媒としての水（液冷媒）とで熱交換させ、水の一部を沸騰させてＥＧＲガスを冷却する。なお、以下の説明において、「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいう場合は、特に説明がない限り、図１において矢印で示す「前後方向」、「上下方向」及び「左右方向」をいうものとする。
【００１９】
図１に示すように、熱交換器１１の外郭をなす略四角箱状のハウジング１１ａ内には、熱交換部１２が収容されている。ハウジング１１ａ内において、熱交換部１２よりも前方（一方）側には、被冷却流体導入部１４が設けられるとともに、熱交換部１２よりも後方（他方）側には、被冷却流体排出部１５が設けられている。
【００２０】
ハウジング１１ａの前端面（一端面）には、ＥＧＲガスを被冷却流体導入部１４内に導入するための導入配管１６が接続されるとともに、ハウジング１１ａの後端面（他端面）には、ＥＧＲガスを被冷却流体排出部１５から排出するための排出配管１７が接続されている。熱交換器１１は、導入配管１６がＥＧＲ通路入口側に連結されるとともに、排出配管１７がＥＧＲ通路出口側に連結されて使用される。
【００２１】
ハウジング１１ａにおいて、前後両端面に挟まれた一対の端面のうちの一方の右端面には、水をハウジング１１ａ内の熱交換部１２内に導入するための冷媒導入配管２２の一端２２ａ側がハウジング１１ａ内に引き込まれている。また、ハウジング１１ａにおいて、前後両端面に挟まれた一対の端面のうち他方の左端面には、熱交換部１２から水を排出するための冷媒排出配管２３の一端２３ａ側がハウジング１１ａ内に引き込まれている。
【００２２】
熱交換部１２は、図２に示すように、両側を一対のスペーサーバー２０で閉塞した平板状の二枚の隔壁１９の間に第１のフィン３１及び第２のフィン３０を挟み込んで形成される複数（本実施形態では３つ）の通路区画体１８を備えている。また、図１に示すように、熱交換部１２は、各通路区画体１８の前方（一方）の開口端に接合された前壁１３ａと、後方（他方）の開口端に接合された後壁１３ｂとを備えるとともに、各通路区画体１８は、各通路区画体１８同士の隔壁１９の間に一定の間隔を置いて、前壁１３ａ及び後壁１３ｂに接合されている。
【００２３】
各通路区画体１８は、前方の開口が被冷却流体導入部１４側に位置するとともに、後方の開口が被冷却流体排出部１５側に位置するように配置されている。前壁１３ａには、被冷却流体導入部１４内と各通路区画体１８における前方の開口とを連通させる長孔１３ｅが、各通路区画体１８と対応する部位に形成されている。また、後壁１３ｂには、被冷却流体排出部１５内と各通路区画体１８における後方の開口とを連通させる長孔（図示せず）が、各通路区画体１８と対応する部位に形成されている。
【００２４】
そして、導入配管１６から被冷却流体導入部１４に流入されたＥＧＲガスは、前壁１３ａの長孔１３ｅを介して前方の開口から各通路区画体１８内に流入されるとともに、後方の開口から後壁１３ｂの長孔を介して被冷却流体排出部１５に流出され、排出配管１７を介してＥＧＲ通路出口側に流入されるようになっている。したがって、図２に示すように、通路区画体１８内の空間によって、ＥＧＲガスが流れる被冷却流体通路２１が形成されている。
【００２５】
被冷却流体通路２１において、通路区画体１８の前方の開口をＥＧＲガスの入口とするとともに、通路区画体１８の入口側をＥＧＲガスの流通方向（図２に示す矢印Ｘ１の方向）における被冷却流体通路２１の上流部２１ａとする。また、被冷却流体通路２１において、通路区画体１８の後方の開口を出口とするとともに、通路区画体１８の出口側をＥＧＲガスの流通方向における被冷却流体通路２１の下流部２１ｂとする。ここで、本実施形態における「被冷却流体通路２１の上流部２１ａ」とは、被冷却流体通路２１における流通方向での中央部よりも入口側にかけての領域のことをいい、「被冷却流体通路２１の下流部２１ｂ」とは、被冷却流体通路２１における流通方向での中央部よりも出口側にかけての領域のことをいう。
【００２６】
熱交換部１２において、通路区画体１８同士で対向する隔壁１９の間には、冷媒通路２４が区画形成されている。図１に示すように、冷媒通路２４における前方（一方）の開口は、前壁１３ａに形成された孔（図示せず）を介して冷媒排出配管２３の一端２３ａに連通している。また、冷媒通路２４における後方（他方）の開口は、後壁１３ｂに形成された孔１３ｃを介して冷媒導入配管２２の一端２２ａに連通している。冷媒通路２４における前壁１３ａ及び後壁１３ｂに対して直交する一対の側面は、ハウジング１１ａの左端面（一端面と他端面とに挟まれた端面）及び右端面（一端面と他端面とに挟まれた端面）によって閉塞されている。
【００２７】
冷媒通路２４における前方の開口に対して冷媒排出配管２３の一端２３ａが対向配置されるとともに、冷媒通路２４における後方の開口に対して冷媒導入配管２２の一端２２ａが対向配置されている。なお、冷媒導入配管２２の他端は、水の循環管路（図示せず）の一端と連結されるとともに、冷媒排出配管２３の他端は、循環管路の他端と連結されている。そして、冷媒導入配管２２の一端２２ａから冷媒通路２４に水が導入されるとともに、冷媒通路２４を通過した水は、冷媒排出配管２３の一端２３ａに流出されて循環管路に還流される。
【００２８】
冷媒通路２４において、冷媒導入配管２２の一端２２ａに対向する後方の開口を冷媒通路２４の入口とするとともに、冷媒通路２４の入口側を水の流通方向（図２に示す矢印Ｘ２の方向）における冷媒通路２４の上流部２４ａとする。また、冷媒通路２４において、冷媒排出配管２３の一端２３ａに対向する前方の開口を冷媒通路２４の出口とするとともに、冷媒通路２４の出口側を水の流通方向における冷媒通路２４の下流部２４ｂとする。ここで、本実施形態における「冷媒通路２４の上流部２４ａ」とは、冷媒通路２４における流通方向の中央部よりも入口側にかけての領域のことをいい、「冷媒通路２４の下流部２４ｂ」とは、冷媒通路２４における流通方向の中央部よりも出口側にかけての領域のことをいう。
【００２９】
熱交換部１２において、冷媒通路２４の入口は、通路区画体１８の積層方向において被冷却流体通路２１の出口と重合するようになっているとともに、冷媒通路２４の出口は、通路区画体１８の積層方向において被冷却流体通路２１の入口と重合するように、被冷却流体通路２１と冷媒通路２４とが並設されている。よって、本実施形態における熱交換器１１でのＥＧＲガス及び水の流れは、ＥＧＲガスの流通方向と水の流通方向とが対向する対向流となっている。また、通路区画体１８を形成する隔壁１９により、被冷却流体通路２１と冷媒通路２４とが区画されている。
【００３０】
ここで、図４のグラフは、被冷却流体通路２１の流通方向及び冷媒通路２４の流通方向における位置（横軸）と、熱流束（縦軸）との関係を示す。また、被冷却流体通路２１の全域（流通方向の上流部から下流部にかけての領域）に全て同じ厚みの通常のフィンを配設した場合の隔壁１９における通常のフィンと熱的に連結された部位の局所熱流束を二点鎖線で示す。さらに、水の限界熱流束を破線で示す。
【００３１】
ＥＧＲガスは、被冷却流体通路２１の上流部２１ａでは被冷却流体通路２１内に流入して間もないため高温であり、下流部２１ｂに向かうほど水との熱交換によって冷却されて低温になる。このため、図４における二点鎖線に示すように、隔壁１９において、通常のフィンと熱的に連結された部位の局所熱流束は、被冷却流体通路２１の上流部２１ａ側ほど大きく、被冷却流体通路２１の下流部２１ｂに向かうにつれて小さくなる。
【００３２】
一方、水は、冷媒通路２４の上流部２４ａでは冷媒通路２４内に流入して間もないため低温であり、下流部２４ｂに向かうほどＥＧＲガスとの熱交換により一部が沸騰し、水と気泡とが混合した状態となる。そして、水は、気泡と混合した状態で冷媒通路２４内を冷媒通路２４の出口に向かって移動する。気泡は、冷媒通路２４の下流部２４ｂに行くにしたがって互いに合体して大きくなったり、数が増えたりする。
【００３３】
その結果、図４における破線で示すように、水の限界熱流束は、冷媒通路２４の上流部２４ａから下流部２４ｂに向かうにつれて小さくなっている。したがって、被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する被冷却流体通路２１内の領域は、隔壁１９における通常のフィンと熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束以上になりやすい。
【００３４】
そして、本実施形態では、被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する領域に第２のフィン３０が配設されている。第２のフィン３０は、ＥＧＲガスの流通方向と直交する方向に沿って波形状に延びるように形成されている。図３（ａ）に示すように、第２のフィン３０は、隔壁１９の壁面１９ａに接触する平坦面３０ａを備えている。そして、第２のフィン３０の高さは隔壁１９同士の間隔になっている。また、平坦面３０ａの両端に位置する第２のフィン３０の角部３０ｂは湾曲状に形成されるとともに、その角部３０ｂにろう材Ｒ１が流し込まれ、ろう材Ｒ１が溶融されることで第２のフィン３０が隔壁１９に対してろう付けされている。よって、第２のフィン３０と隔壁１９とが熱的に連結されて熱伝達可能になっている。
【００３５】
また、被冷却流体通路２１において、被冷却流体通路２１の下流部２１ｂであり、且つ冷媒通路２４の上流部２４ａに対応する領域に第１のフィン３１が配設されている。第１のフィン３１は、ＥＧＲガスの流通方向と直交する方向に沿って波形状に延びるように形成されている。図３（ｂ）に示すように、第１のフィン３１は、隔壁１９の壁面１９ａに接触する平坦面３１ａを備えている。そして、第１のフィン３１の高さは隔壁１９同士の間隔になっている。また、平坦面３１ａの両端に位置する第１のフィン３１の角部３１ｂは湾曲状に形成されるとともに、その角部３１ｂにろう材Ｒ１が流し込まれ、ろう材Ｒ１が溶融されることで第１のフィン３１が隔壁１９に対してろう付けされている。よって、第１のフィン３１と隔壁１９とが熱的に連結されて熱伝達可能になっている。
【００３６】
図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２のフィン３０は、第２のフィン３０の厚さＬ１が第１のフィン３１の厚さＬ２よりも厚く形成されている。よって、第２のフィン３０の断面積は、第１のフィン３１の断面積に比べて大きくなっている。また、第２のフィン３０及び第１のフィン３１の表面積はほぼ同じになっている。さらに、第２のフィン３０は、熱の移動方向に対して垂直な断面における断面積に対する表面積の比が第１のフィン３１よりも小さくなっている。
【００３７】
次に、上記構成の熱交換器１１における作用について、図４のグラフを用いて説明する。
さて、車両が運転されると、内燃機関の排気ガスの一部であるＥＧＲガスがＥＧＲ通路入口側に流入されるとともに導入配管１６、被冷却流体導入部１４及び長孔１３ｅを介して被冷却流体通路２１内に導入される。被冷却流体通路２１内に導入されたＥＧＲガスは、被冷却流体通路２１の入口から出口に向かって流れる。
【００３８】
一方、水は、循環管路上に配設される図示しないポンプが駆動することで循環管路内を強制的に循環させられるとともに、冷媒導入配管２２を介して冷媒通路２４内に導入される。冷媒通路２４内に導入された水は、冷媒通路２４の入口から出口に向かって流れる。
【００３９】
そして、熱交換器１１では、高温度のＥＧＲガスの熱が、隔壁１９及び第２のフィン３０、第１のフィン３１を介して低温度の水に熱伝達される。ここで、隔壁１９における通常のフィンと熱的に連結された部位の局所熱流束が水の限界熱流束以上となりやすい被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する被冷却流体通路２１内の領域には、その他の領域に配設される第１のフィン３１より断面積が大きい第２のフィン３０が配設されている。よって、被冷却流体通路２１において、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の熱は、隔壁１９における第１のフィン３１と熱的に連結された部位に比べて分散され、局所熱流束の上昇が抑えられる。
【００４０】
また、冷媒通路２４の下流部２４ｂでは気泡が多く、水の限界熱流束は小さくなるが、下流部２４ｂに対応する被冷却流体通路２１内に第２のフィン３０が配設されている。このため、水の限界熱流束が小さくなっていても、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束よりも小さくなっている。
【００４１】
ここで、図４のグラフに、隔壁１９における第２のフィン３０及び第１のフィン３１と熱的に連結された部位の局所熱流束を実線で示している。
図４に示すように、第２のフィン３０の断面積を大きくすることにより、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の局所熱流束が抑えられている。そして、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の局所熱流束は、水の限界熱流束よりも小さくなっており、その結果、局所的にバーンアウトが発生することが抑制される。なお、第２のフィン３０の厚さＬ１は、第２のフィン３０と隔壁１９とが熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束よりも小さくなる厚さに設定する必要がある。
【００４２】
そして、隔壁１９を介して水とＥＧＲガスとの熱交換が行われると、隔壁１９の壁面１９ａで水が沸騰して蒸気となり、その沸騰気化潜熱を利用して被冷却流体通路２１内を流れるＥＧＲガスを冷却する。そして、ＥＧＲガスを冷却した水は、冷媒通路２４の出口から冷媒排出配管２３を介して循環管路へ排出されるとともに、循環管路へ排出された水は、循環管路上に設けられた図示しない冷媒凝縮部によって凝縮されて、再び熱交換器１１に供給される。また、冷却されたＥＧＲガスは、被冷却流体通路２１の出口から排出配管１７を介してＥＧＲ通路出口側へ流入されるとともに、ＥＧＲ通路出口側に流入されたＥＧＲガスは内燃機関の吸気系に還流される。
【００４３】
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
（１）被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する被冷却流体通路２１内の領域は、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の局所熱流束が大きくなりやすく、且つ水の限界熱流束が小さくなりやすく、この領域に第２のフィン３０が配設されている。そして、その他の領域には第１のフィン３１が配設されており、第２のフィン３０の厚さＬ１は第１のフィン３１の厚さＬ２よりも厚く形成されている。よって、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の熱通過面積が大きくなり、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の局所熱流束を小さくすることができる。したがって、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束以上になることを抑制することができ、その結果、局所的なバーンアウトの発生を抑制することができる。
【００４４】
（２）被冷却流体通路２１の上流部２１ａは熱交換性が高いため、被冷却流体通路２１の上流部２１ａに、通常のフィンよりも厚みのある第２のフィン３０を配設することで伝熱面積を増やし、膜沸騰の発生を抑制することができる。
【００４５】
（第２の実施形態）
以下、本発明を車両の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）におけるＥＧＲガスの冷却装置（ＥＧＲクーラ）の熱交換器に具体化した第２の実施形態を図５及び図６にしたがって説明する。なお、以下に説明する実施形態では、既に説明した第１の実施形態と同一構成について同一符号を付すなどして、その重複する説明を省略又は簡略する。また、図５では、説明の都合上、熱交換部１２の一部のみを示している。
【００４６】
図５に示すように、熱交換部１２において、被冷却流体通路２１の入口は、通路区画体１８の積層方向において冷媒通路２４の入口と重合するようになっているとともに、被冷却流体通路２１の出口は、通路区画体１８の積層方向において冷媒通路２４の出口と重合するようになっている。よって、本実施形態における熱交換器１１でのＥＧＲガス及び水の流れは、ＥＧＲガスの流通方向（図５に示す矢印Ｘ１の方向）及び水の流通方向（図５に示す矢印Ｘ２の方向）が互いに並行となる並行流となっている。
【００４７】
被冷却流体通路２１の下流部２１ｂであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する被冷却流体通路２１内の領域には、第２のフィン３０が配設されている。また、被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の上流部２４ａに対応する被冷却流体通路２１内の領域には、第１のフィン３１が配設されている。
【００４８】
図６のグラフにおける二点鎖線に示すように、通常のフィンを被冷却流体通路２１内の全域に配設した場合、被冷却流体通路２１の下流部２１ｂであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する被冷却流体通路２１内の領域では、隔壁１９における通常のフィンと熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束以上になりやすい。しかし、この実施形態では、被冷却流体通路２１の下流部２１ｂであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する領域に第２のフィン３０を配設するとともに、その他の領域に第１のフィン３１を配設している。その結果、図６のグラフにおける実線に示すように、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束よりも小さく抑えられている。
【００４９】
したがって、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）と同様の効果を得ることができる。
（第３の実施形態）
以下、本発明を車両の排気ガス再循環装置（ＥＧＲ：Exhaust Gas Recirculation）におけるＥＧＲガスの冷却装置（ＥＧＲクーラ）の熱交換器に具体化した第３の実施形態を図７及び図８にしたがって説明する。また、図７では、説明の都合上、熱交換部１２の一部のみを示している。
【００５０】
図７に示すように、冷媒通路２４の入口は、ＥＧＲガスの流通方向（図７に示す矢印Ｘ１の方向）と直交する方向の一端側に設けられるとともに、冷媒通路２４の出口は、ＥＧＲガスの流通方向と直交する方向の他端側に設けられている。よって、本実施形態における熱交換器１１でのＥＧＲガス及び水の流れは、ＥＧＲガスの流通方向及び水の流通方向（図７に示す矢印Ｘ２の方向）が互いに直交する直交流となっている。そして、被冷却流体通路２１と冷媒通路２４とは、ＥＧＲガスの流通方向及び水の流通方向が直交（交差）するように並設されている。
【００５１】
被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する被冷却流体通路２１内の領域には、第２のフィン３０が配設されている。第２のフィン３０は、上面視すると直角三角形状をしている。また、第２のフィン３０が配設されていないその他の領域には、第１のフィン３１が配設されている。
【００５２】
ここで、図８のグラフに、図７に示すＡ−Ａ線断面における被冷却流体通路２１の流通方向における位置と、熱流束との関係を示す。
図８のグラフにおける二点鎖線に示すように、通常のフィンを被冷却流体通路２１内の全域に配設した場合、被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する領域は、隔壁１９における通常のフィンと熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束以上になりやすい。しかし、この実施形態では、被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する被冷却流体通路２１内の領域に第２のフィン３０を配設するとともに、その他の領域に第１のフィン３１を配設している。その結果、図８のグラフにおける実線に示すように、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束よりも小さく抑えられている。
【００５３】
したがって、第３の実施形態によれば、第１の実施形態の効果（１）及び（２）と同様の効果を得ることができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
【００５４】
○  第２の実施形態では、被冷却流体通路２１の下流部２１ｂであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する被冷却流体通路２１内の領域に第２のフィン３０を配設し、その他の領域に第１のフィン３１を配設したが、これに限らない。例えば、図９に示すように、被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の上流部２４ａに対応する被冷却流体通路２１内の領域に第２のフィン３０を配設し、その他の領域に第１のフィン３１を配設してもよい。図１０のグラフにおける二点鎖線に示すように、通常のフィンを被冷却流体通路２１内の全域に配設した場合、被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の上流部２４ａに対応する被冷却流体通路２１内の領域は、隔壁１９における通常のフィンと熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束以上になりやすい。しかし、この別の実施形態では、被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の上流部２４ａに対応する被冷却流体通路２１内の領域に第２のフィン３０を配設するとともに、その他の領域に第１のフィン３１を配設している。その結果、図１０のグラフにおける実線に示すように、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束よりも小さく抑えられている。
【００５５】
○  第２の実施形態において、例えば、図１１に示すように、被冷却流体通路２１内の中央部に第２のフィン３０を配設するとともに、被冷却流体通路２１内におけるその他の領域に第１のフィン３１を配設してもよい。図１２のグラフにおける二点鎖線に示すように、通常のフィンを被冷却流体通路２１内の全域に配設した場合、被冷却流体通路２１の中央部は、隔壁１９における通常のフィンと熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束以上になりやすい。しかし、この別の実施形態では、被冷却流体通路２１内の中央部に第２のフィン３０を配設するとともに、その他の領域に第１のフィン３１を配設している。その結果、図１２のグラフにおける実線に示すように、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の局所熱流束が、水の限界熱流束よりも小さく抑えられている。
【００５６】
○  上記各実施形態では、第２のフィン３０の厚さＬ１を、第１のフィン３１の厚さＬ２よりも厚くするようにしたが、これに限らない。例えば、第２のフィン３０及び第１のフィン３１を同じ厚みで形成し、第２のフィン３０の角部３０ｂに流し込まれるろう材Ｒ１の量を、第１のフィン３１の角部３１ｂに流し込まれるろう材Ｒ１の量よりも多くして、第２のフィン３０の付け根部分のみを厚くしてもよい。
【００５７】
○  上記各実施形態において、第２のフィン３０の高さを第１のフィン３１の高さよりも低くしてもよい。これによれば、第２のフィン３０の表面積が第１のフィン３１の表面積よりも小さくなる。よって、第２のフィン３０の高さが第１のフィン３１の高さと同じ場合と比較して、ＥＧＲガスと第２のフィン３０との接触面積が小さくなり、隔壁１９における第２のフィン３０と熱的に連結された部位の局所熱流束が抑えられる。
【００５８】
○  第３の実施形態において、第２のフィン３０は、上面視すると直角三角形状をしていたが、これに限らず、被冷却流体通路２１の上流部２１ａであり、且つ冷媒通路２４の下流部２４ｂに対応する領域を最低限含んでさえいれば、第２のフィン３０の形状は特に限定されず、例えば、上面視四角形状でもよい。
【００５９】
○  第３の実施形態における熱交換器１１では、ＥＧＲガスと水との流通方向が直交する直交流となっているが、これに限らず、ＥＧＲガスと水との流通方向が直交しておらず、単に交差するようになっていてもよい。
【００６０】
○  上記各実施形態において、第２のフィン３０及び第１のフィン３１は波形状に形成されているが、これに限らず、第２のフィン３０及び第１のフィン３１の形状は、特に限定されない。
【００６１】
○  第１の実施形態において、冷媒導入配管２２の一端２２ａをハウジング１１ａの右端面側に挿入するとともに、冷媒排出配管２３の一端２３ａをハウジング１１ａの左端面側に挿入して、熱交換部１２内に水を導入して排出するようにしたが、これに限らない。例えば、「特開平７−１５９０７４号公報」のようにして、熱交換部に水を導入して排出するようにしてもよい。
【００６２】
○  上記各実施形態では、熱交換器１１を、ＥＧＲガスの沸騰冷却装置（ＥＧＲクーラ）に備えられた熱交換器１１に具体化したが、これに限らず、例えば、車載機器の冷却装置、冷蔵庫、及び冷凍庫等に備えられた熱交換器に具体化してもよい。
【００６３】
○  上記各実施形態では、被冷却流体がＥＧＲガスであったが、これに限らず、被冷却流体はＥＧＲガス以外のガスや高温の液体であってもよい。
○  本発明を、シェルアンドチューブ型の沸騰冷却式熱交換器に適用してもよい。
【００６４】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記第２のフィンは、熱の移動方向に対して垂直な断面における断面積に対する表面積の比が前記第１のフィンよりも小さいことを特徴とする沸騰冷却式熱交換器。
【００６５】
（ロ）前記被冷却流体の流通方向と前記冷媒の流通方向とが直交するように、前記被冷却流体通路と前記冷媒通路とが並設されていることを特徴とする沸騰冷却式熱交換器。
【符号の説明】
【００６６】
１１…熱交換器、１９…隔壁、２１…被冷却流体通路、２１ａ…上流部、２１ｂ…下流部、２４…冷媒通路、２４ａ…上流部、２４ｂ…下流部、３０…第２のフィン、３１…第１のフィン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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